一种节能环保型油田开采压裂增稠助剂及其制备方法与流程

1.本发明属于化工原料领域，具体涉及一种节能环保型油田开采压裂增稠助剂及其制备方法。


背景技术：

2.超临界二氧化碳压裂液是近年来发展起来的一种新型压裂液，超临界二氧化碳是指温度和压力均高于其临界值(t＝31 .1℃，p＝7 .38mpa)的二氧化碳流体，气液界面消失，是区别于气体和液体的第三种流体。其扩散系数、粘度接近于气体，密度接近于液体。利用超临界二氧化碳压裂，由于超临界二氧化碳具有极低的表面张力和很好的基质吸附强度，在进入地层后可以进入微小孔道，置换出其中的油气分子。另外，可以大量节约水资源，又可以实现二氧化碳的埋存，还可以降低原油粘度，有利于原油的开采；目前超临界二氧化碳增稠剂最常使用含氟类化合物或聚合物，例cn107253922a 公开了一种临界二氧化碳增稠剂的制备方法，最终产物为(1，6-二全氟辛酸乙酯脲基)已烷。此类含氟物质对于地层伤害较大，污染地下水资源，导致环境污染，后续问题较多，且含氟类物质价格昂贵，投资较大，用于增稠的含氟类物质的种类较少，尽管溶解度较好，但受到价格和环境污染问题以及可用的种类少等原因，一定程度上阻碍了含氟类物质广泛用于油田的压裂增产。而聚合物增稠剂制备工艺较为复杂、催化剂价格昂贵，例如以丙烯酸酯类与硅氧烷类化合物为单体进行硅氢加成反应制备丙烯酸酯类硅氧烷二氧化碳增稠剂，则需要使用氯铂酸作为硅氢加成催化剂，该类聚合物增稠剂尽管溶解度较好，但其增稠效果还有待提高，尤其是其高成本一定程度上影响了在油田的压裂增产的应用。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种节能环保型油田开采压裂增稠助剂二氧化碳增稠剂，该增稠剂既能在较低压力和温度条件下溶解于二氧化碳，又能显著的增加二氧化碳的粘度，可用于co2压裂等页岩油气资源开采领域。
4.为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种节能环保型油田开采压裂增稠助剂，它是由改性丙烯酸酯化合物、苯乙烯、引发剂、乳化剂混合组成。
5.所述改性丙烯酸酯化合物的质量含量为50-60%，所述苯乙烯的质量含量为10-20%，所述引发剂的质量含量为3-5%，剩余的为乳化剂。
6.所述改性丙烯酸酯化合物的制备方法，包括以下步骤：（1）取3-5重量份的三乙胺，加入到其重量20-30倍的去离子水中，搅拌均匀，加入50-60重量份的丙烯酸酯、1-2重量份的sp-80，在50-60℃下保温搅拌10-20分钟，得水乳液；（2）取10-20重量份的氰尿酸、100-130倍的环氧氯丙烷混合，加入到上述水乳液中，搅拌均匀，送入到反应釜中，在90-95℃下保温搅拌1-2小时，处理冷却，即得。
7.所述引发剂为过硫酸钾和过硫酸铵中的一种。
8.所述乳化剂十二烷基硫酸钠、硬脂酸盐、油酸盐、吐温、蔗糖硬脂酸酯中的一种。
9.一节能环保型油田开采压裂增稠助剂的制备方法，包括以下步骤：（1）取引发剂，加入到其重量20-30倍的去离子水中，搅拌均匀；（2）取改性丙烯酸酯化合物、苯乙烯混合，搅拌均匀，送入到反应釜中，通入氮气，调节反应釜温度为80-90℃，滴加引发剂水溶液，滴加完毕后搅拌反应2-3小时，加入乳化剂，降低温度为65-70℃，搅拌反应1-2小时，出料冷却，即得。
10.本发明的优点：本发明的有益效果在于，本发明原料易得，价格便宜，制备方法操作简便，对反应设备要求不高，能耗少，且无污染，本发明所用的单体合成效率高，制备的聚合物产品增稠性能优良，使用量少，本发明的产品增粘效果好、环境友好等特点，能在较低压力和温度条件下溶解于二氧化碳并且显著的增加二氧化碳的粘度(质量分数0.5％时就能使二氧化碳粘度增加200倍)，可用于二氧化碳压裂等页岩油气资源开采领域。
具体实施方式
11.实施例1一种节能环保型油田开采压裂增稠助剂，它是由改性丙烯酸酯化合物、苯乙烯、引发剂、乳化剂混合组成。
12.所述改性丙烯酸酯化合物的质量含量为60%，所述苯乙烯的质量含量为10%，所述引发剂的质量含量为3%，剩余的为乳化剂。
13.所述改性丙烯酸酯化合物的制备方法，包括以下步骤：（1）取3重量份的三乙胺，加入到其重量20倍的去离子水中，搅拌均匀，加入50重量份的丙烯酸酯、1重量份的sp-80，在50℃下保温搅拌10分钟，得水乳液；（2）取10重量份的氰尿酸、100倍的环氧氯丙烷混合，加入到上述水乳液中，搅拌均匀，送入到反应釜中，在90℃下保温搅拌1小时，处理冷却，即得。
14.所述引发剂为过硫酸钾。
15.所述乳化剂十二烷基硫酸钠。
16.一种所述节能环保型油田开采压裂增稠助剂的制备方法，包括以下步骤：（1）取引发剂，加入到其重量20倍的去离子水中，搅拌均匀；（2）取改性丙烯酸酯化合物、苯乙烯混合，搅拌均匀，送入到反应釜中，通入氮气，调节反应釜温度为80℃，滴加引发剂水溶液，滴加完毕后搅拌反应2-3小时，加入乳化剂，降低温度为65℃，搅拌反应1小时，出料冷却，即得。
17.实施例2一种节能环保型油田开采压裂增稠助剂，它是由改性丙烯酸酯化合物、苯乙烯、引发剂、乳化剂混合组成。
18.所述改性丙烯酸酯化合物的质量含量为50%，所述苯乙烯的质量含量为20%，所述引发剂的质量含量为5%，剩余的为乳化剂。
19.所述改性丙烯酸酯化合物的制备方法，包括以下步骤：（1）取5重量份的三乙胺，加入到其重量30倍的去离子水中，搅拌均匀，加入60重量份的丙烯酸酯、2重量份的sp-80，在60℃下保温搅拌20分钟，得水乳液；
（2）取20重量份的氰尿酸、130倍的环氧氯丙烷混合，加入到上述水乳液中，搅拌均匀，送入到反应釜中，在95℃下保温搅拌2小时，处理冷却，即得。
20.所述引发剂为过硫酸铵。
21.所述乳化剂为蔗糖硬脂酸酯。
22.一种节能环保型油田开采压裂增稠助剂的制备方法，包括以下步骤：（1）取引发剂，加入到其重量30倍的去离子水中，搅拌均匀；（2）取改性丙烯酸酯化合物、苯乙烯混合，搅拌均匀，送入到反应釜中，通入氮气，调节反应釜温度为90℃，滴加引发剂水溶液，滴加完毕后搅拌反应3小时，加入乳化剂，降低温度为70℃，搅拌反应2小时，出料冷却，即得。
23.实施例3一种节能环保型油田开采压裂增稠助剂，它是由改性丙烯酸酯化合物、苯乙烯、引发剂、乳化剂混合组成。
24.所述改性丙烯酸酯化合物的质量含量为57%，所述苯乙烯的质量含量为14%，所述引发剂的质量含量为4%，剩余的为乳化剂。
25.所述改性丙烯酸酯化合物的制备方法，包括以下步骤：（1）取4重量份的三乙胺，加入到其重量25倍的去离子水中，搅拌均匀，加入52重量份的丙烯酸酯、1-2重量份的sp-80，在52℃下保温搅拌14分钟，得水乳液；（2）取13重量份的氰尿酸、120倍的环氧氯丙烷混合，加入到上述水乳液中，搅拌均匀，送入到反应釜中，在92℃下保温搅拌1小时，处理冷却，即得。
26.所述引发剂为过硫酸钾。
27.所述乳化剂为吐温。
28.一种节能环保型油田开采压裂增稠助剂的制备方法，包括以下步骤：（1）取引发剂，加入到其重量24倍的去离子水中，搅拌均匀；（2）取改性丙烯酸酯化合物、苯乙烯混合，搅拌均匀，送入到反应釜中，通入氮气，调节反应釜温度为81℃，滴加引发剂水溶液，滴加完毕后搅拌反应2小时，加入乳化剂，降低温度为69℃，搅拌反应1.5小时，出料冷却，即得。
29.性能测试：（将本发明实施例1、2、3的增稠剂，按照0.5wt%用量分别加入超临界二氧化碳中，然后再使用高温高压粘度计进行测试）；对比实施例1增稠助剂，它是由丙烯酸酯57%、苯乙烯14%、过硫酸钾4%、剩余的为吐温，混合组成。
30.制备方法，包括以下步骤：（1）取过硫酸钾，加入到其重量20倍的去离子水中，搅拌均匀；（2）取丙烯酸酯、苯乙烯混合，搅拌均匀，送入到反应釜中，通入氮气，调节反应釜温度为80℃，滴加引发剂水溶液，滴加完毕后搅拌反应2-3小时，加入吐温，降低温度为65℃，搅拌反应1小时，出料冷却，即得。
31.。